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Equation de réaction

Posté par
Sphiter
03-02-18 à 20:14

Bonjour ,
Dans le cadre de mon TPE sur la Magie, j'aborde à un moment l'Alchimie et l'Or que l'on dissout dans l'eau régale.

Quelqu'un pourrait-il m'expliquer comment obtenir l'équation de cette réaction?

Je crois que ça a un lien avec une ''oxydoréduction'' terme que je ne comprends pas
réellement. Mais il me semble que c'est différent d'une simple ''dissolution''.

L'eau régale se compose d'acide nitrique et d'acide chlorhydrique en dimension 3:1, soit avec 3 fois plus d'acide chlorhydrique que d'acide nitrique si ces derniers sont de même concentration.

D'après Wikipédia, la formule de l'acide nitrique: HNO3 (aq)
La formule de l'acide chlorydrique: H3O+Cl- (aq)
Formule de l'Or: Au (s)

J'aimerais vraiment comprendre comment l'on fait ^^'

Posté par
picard
re : Equation de réaction 03-02-18 à 20:41

Bonjour.

Regardez donc ceci


À plus.

Posté par
Sphiter
re : Equation de réaction 03-02-18 à 21:17

Pourrais-tu m'éclairer sur certains points? Je ne comprends pas tout sur la page Wikipédia ^^'

Notamment:

• pourquoi au lieu de HNO3, on a des H+ ( au nombre de 6) et des NO3- ( au nombre de 3)

• Qu'est ce que l'oxydation?

•On aborde que ''cette réaction est un équilibre qui n'est pas déplacé dans le sens de la formation de l'ion aurique.'' Qu'est ce qu'un équilibre? Pourquoi dit-on qu'il se déplace dans le sens de formation de l'ion aurique?

      Je sais maintenant que la réaction est la suivante :

Au(s) + 3 NO3-(aq) + 6 H+(aq) + 4 Cl-(aq) -->  AuCl4-(aq) + 3 NO2(aq) + 3 H2O(l)

Mais pourquoi?

Posté par
picard
re : Equation de réaction 04-02-18 à 19:57

Cela fait beaucoup de questions !
Je pense que vous allez étudier en cours d'année de 1°S, certaines notions qui vont vous aider à y voir plus clair.
En attendant, voici quelques éléments de réponses.

Citation :
• pourquoi au lieu de HNO3, on a des H+ ... et des NO3- ...
En solution aqueuse, l'acide nitrique réagit avec l'eau selon la réaction :    
HNO3 + H2O   H3O+ + NO3-

En simplifiant, on peut écrire :
HNO3   H+ + NO3-


Citation :
• Qu'est ce que l'oxydation?
Une oxydation est une réaction au cours de laquelle, une espèce chimique subit une perte d'électron(s).
La réaction inverse de l'oxydation s'appelle une réduction ; une réduction est donc une réaction au cours de laquelle, une espèce chimique capture un (ou des) électron(s).

En solution aqueuse, les électrons n'apparaissent pas librement, ils sont échangés entre deux réactifs.
L'un de ces réactifs cède les électrons (il s'oxyde), pendant que l'autre les gagne (il est réduit).
On parle alors d'oxydo-réduction.

Dans l'exemple qui vous intéresse, les atomes d'or Au, sont oxydés en ions or (III) Au3+.
La demi-équation correspondant à cette oxydation s'écrit :
Au Au3+ + 3 e-

Dans le même temps, les ions nitrate NO3- de l'acide nitrique sont réduits en dioxyde d'azote NO2.
La demi-équation correspondant à cette réduction s'écrit :
NO3- + 2 H+ + e- NO2 + H2O

Pour que le nombre d'électrons captés par l'or soit égal au nombre d'électrons cédés par les ions nitrate, il faut que la seconde réaction (qui met en jeu 1 seul e-), ait lieu 3 fois qand la première (qui met en jeu 3 e-) a lieu 1 fois.

Le bilan de l'oxydo-réduction s'écrira :

                                         Au Au3+ + 3 e-
3 (NO3- + 2 H+ + e- NO2 + H2O)

En additionnant membre à membre on a, après simplification :
Au +3 NO3- + 6 H+ Au3+ + 3 NO2 + 3 H2O


Vous allez apprendre à équilibrer ce type de réactions dans les semaines qui viennent...


Citation :
• pourquoi au lieu de HNO3, on a des H+ ( au nombre de 6) et des NO3- ( au nombre de 3)
Concernant les nombres des ions H+ et NO3-, vous avez remarqué qu'il faut plus de H+ que de NO3-, c'est la raison (ou plutôt, l'une des raisons), pour laquelle, on attaque l'or par un mélange acide nitrique + acide chlorhydrique ; l'acide nitrique seul n'apporterait pas assez d'ions H+, l'acide chlorhydrique (H+ + Cl- en solution) apporte le complément d'H+ nécessaire à la réaction.



Citation :
•On aborde que ''cette réaction est un équilibre qui n'est pas déplacé dans le sens de la formation de l'ion aurique.'' Qu'est ce qu'un équilibre?
Lors de certaines transformations chimiques, on observe l'existence de réactions "antagonistes".

Supposons une réaction qui s'écrit : A + B C + D
A et B sont les réactifs, C et D, les produits.

Dès que les réactifs A et B sont mis en présence il réagissent en produisant les produits C et D, mais dès que ces produits apparaissent dans le milieu réactionnel, ils réagissent pour redonner A et B.

Deux réactions antagonistes se déroulent donc simultanément...
     la réaction 1 :                                                     A +B \rightarrow C + D
     la réaction 2, inverse de la première : A +B \leftarrow C + D

Un équilibre chimique s'établit lorsque, à chaque instant, la réaction 1 forme autant de C et D, que la réaction 2 en fait disparaître.

On écrit alors l'équation de cet équilibre chimique :     A + B \leftrightarrows C+ D

L'oxydation des atomes d'or par les ions nitrate est un exemple d'équilibre chimique :
Au +3 NO3- + 6 H+ \leftrightarrows Au3+ + 3 NO2 + 3 H2O


Citation :
Pourquoi dit-on qu'il se déplace dans le sens de formation de l'ion aurique ?
Les équilibres chimiques obéissent à une loi appelée loi d'action de masse.
Sans entrer dans des considérations qui dépassent le programme de 1°S, on peut comprendre que si on a un équilibre A + B \leftrightarrows C+ D, on pourra favoriser l'une ou l'autre des réactions, réaction 1  A +B \rightarrow C + D, ou réaction 2 A +B \leftarrow C + D en agissant sur les quantités des réactifs ou des produits.

Par exemple, si, dans l'équilibre A + B \leftrightarrows C+ D, on élimine le composé D, on rend impossible la réaction 2 ; le système chimique évoluera de façon à former de plus en plus de D.


Dans le cas de la réaction d'oxydation de l'or par l'ion nitrate...
Au +3 NO3- + 6 H+ \leftrightarrows Au3+ + 3 NO2 + 3 H2O
...on pourra favoriser la disparition de l'or Au, en ajoutant, dans le milieu des ions chlorure Cl- (apportés par l'acide chlorhydrique) qui forment avec l'ion or (III) Au3+, des ions chloraurate Au(Cl)4-

Les ions Au3+ étant remplacés par les ions Au(Cl)4-, la réaction inverse de l'oxydation de l'or (Au3+ + 3 NO2 + 3 H2O Au +3 NO3- + 6 H+) ne peut avoir lieu faute d'ions Au3+ "disponibles" ; l'oxydation de l'or sera donc une réaction totale dont l'équation s'écrira :
Au +3 NO3- + 6 H+ + 4 Cl- \rightarrow Au(Cl)4- + 3 NO2 + 3 H2O




Vous m'avez posé beaucoup de questions, j'ai essayé d'y répondre (longuement !) de manière aussi complète que possible.
J'espère que vous aurez eu le courage de me lire jusqu'au bout...


A plus.

Posté par
Sphiter
re : Equation de réaction 04-02-18 à 22:46

Merci!
Vous m'avez beaucoup appris.



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